TEMAS A EVALUAR:
Genética Mendeliana
Anemia Falciforme
OBJETIVOS:
Describir los diferentes niveles de organización física de la información genética en eucariotas. Indicar la nomenclatura asociada a los diferentes niveles y formas de organización física de la información genética en eucariotas.
Distinguir los diferentes tipos de genética que existen.
Explicar las principales leyes y conceptos de la genética mendeliana.
Describir las características genéticas de la anemia falciforme.
Realizar una breve descripción clínica de la anemia falciforme.
Explicar las principales alteraciones bioquímicas de la anemia falciforme.
Enunciar los posibles abordajes moleculares para el tratamiento y prevención de la anemia falciforme.
METODOLOGÍA Para alcanzar los objetivos del seminario se hará uso del ABC del Aprendizaje Cooperativo; donde Ferreiro R. (2010); plantea que el trabajo activo, bidireccionalidad y cooperación en el proceso de enseñanza aprendizaje es una experiencia significativa que exige trabajar juntos para lograr beneficios mutuos en la construcción social del conocimiento.
Nota: Estos objetivos serán evaluados mediante el siguiente cuestionario
CUESTIONARIO 1. Diga usted cuántos genes contiene el genoma humano. El proyecto genoma humano , ha estimado que los seres humanos tienen entre 20.000 y 25.000 genes. En datos específicos exactamente entre 26.383 y 39.114 genes, es decir casi 64.000 millones de bases. De los cuales se estima que solo 19.000 genes codificantes de proteínas.
2. Diga usted cuáles son las diferencias entre los distintos tipos de genética que existen. Genética Mendeliana - Teorías formuladas por Gregor Mendel. -
Genética no mendeliana - Corresponde a un tipo de genética en
Se basa en el estudio de las proporciones
la que existen modificaciones a las
genéticas.
leyes mendelianas.
-
1era , 2da y 3ra ley de Mendel.
-
Se aplican a situaciones hereditarias
genética en la mosca Drosophila
restringidas.
Melanogaster
Es decir para caracteres que están
excepciones en los planteamientos de
determinados por un solo par de genes
Morgan.
-
alelos -
y
que
se
encuentran
-
en
-
Thomas Morgan realiza estudios de
Herencia
,
intermedia
descubriendo
o
domiancia
cromosomas homólogos distintos.
incompleta, la codominancia, alelismo
Cruzamientos mono híbridos y di híbridos.
múltiple, alelismo múltiple y pleiotropía son ejemplos de este tipo de genética. -
La herencia ligada al sexo es otro de los grandes aportes de esta rama no mendeliana.
3. Distinga los conceptos, fenotipo, genotipo, heterocigoto, homocigoto,dominante, recesivo, híbrido, segregación, F1, F2 , cruza monohíbrida, cruza dihíbrida. Fenotipo : Es la suma de rasgos observables en un organismo , particulares y genéticamente heredados , que hacen al organismo único e irrepetible en su clase. Ejemplo: Color de los ojos , tipo de piel, etc.
Genotipo : Es el conjunto de genes que contiene un organismo, heredado de sus progenitores , el término también puede referirse a los dos alelos heredados de un gen en particular , el genotipo se expresa cuando la información codificada en el
ADN de los genes se utiliza para fabricar proteínas y moléculas de ARN. La expresión del genotipo contribuye a los rasgos observables del individuo.
Heterocigoto , se refiere a haber heredado dos formas diferentes de un gen particular. Una célula es heterocigota para un gen particular cuando están presentes alelos diferentes para este gen en ambos cromosomas homólogos. Homocigoto , se refiere a un individuo que ha heredado formas idénticas de un gen en concreto del padre y de la madre. Dominante, se refiere a la relación entre dos versiones de un gen. Cada individuo recibe dos versiones de cada gen, conocidas como alelos, una de cada padre. Si los alelos de un gen son diferentes, el alelo que se expresa es el gen dominante. El efecto del alelo recesivo queda enmascarado. Recesivo, se refiere a lo contrario de dominante, este queda enmascarado o no se expresa, en el caso de un trastorno genético recesivo, un individuo debe haber heredado las dos copias del alelo mutado para que la enfermedad se exprese. Ejemplo de ello es la fibrosis quística. Híbrido, es el resultado del cruce de genotipos diferentes, son híbridos para un carácter aquellos individuos que cruzados entre sí , pueden dar descendientes con algún carácter no presente en los padres. También se les llama heterocigotos para ese carácter. Segregación, se refiere a la separación de alelos y su distribución a las células hijas diferentes, que se produce tanto en meiosis como en mitosis. F1, Significa generación filial 1, son los hijos o resultado de los primeros progenitores y corresponde a la primera ley de Mendel , cuando se cruzan dos individuos diferentes de raza pura. F2, generación filial 2 , es el resultado de del cruzamiento de dos miembros de la F1 , o de dos cepas heterocigota cualesquiera. Cruce mono hibrido, Muestra cómo será la progenie de los parentales para una sola característica. Cruza di híbrida, comprende un estudio de los patrones de la herencia en organismos que difieren en dos rasgos o características. Es decir muestra cómo será la progenie de los parentales para dos características. Mendel inventó la cruza di híbrida para determinar si diferentes caracteres de las plantas de arvejas , tales como color de la flor y forma de la semilla eran heredados independientemente.
4. Indique usted cuál de los gráficos se corresponde con cuál de las leyes de Mendel.
3era LEY DE MENDEL – LEY DE LA SEGREGACIÓN INDEPENDIENTE: esta ley plantea que “al cruzar varios caracteres, cada uno de ellos independiente”.
e
transmite
de
manera
1era LEY DE MENDEL – LEY DE LA UNIFORMIDAD DE LOS HÍBRIDOS DE LA PRIMERA GENERACIÓN: esta ley establece que “si se cruzan dos razas puras ( homocigotos ), para un determinado carácter, todos los descendientes ( h íbridos ) de la primera generación serán iguales ent re sí”, es decir, igual fenotipo y genotipo e
iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores. Mendel llegó a esta conclusión al cruzar variedades puras de guisantes amarillas y verdes, pues, siempre obtenía de este cruzamiento variedades de guisantes amarillos.
2da LEY DE MENDEL – LEY DE LA DISYUNCIÓN DE ALELOS: esta ley plantea que “al cruzar dos razas híbridas (heterocigotos), la descendencia será tanto homocigótica como híbrida al 50%”.
5. Defina los siguientes conceptos: dominancia completa, herencia intermedia, codominancia, sobre dominancia, alelos múltiples, penetrancia, expresividad, herencia poligénica, pleiotropía, Dominancia completa
Dominancia completa es aquélla en la cual el individuo heterocigota presenta el mismo fenotipo que el homocigota dominante. Por ejemplo, en los cruzamientos de Mendel, la descendencia entre plantas de semillas amarillas y plantas de semillas verdes, ambas homocigotas, siempre daba como resultado plantas de semillas amarillas. El carácter “amarillo” tiene dominancia completa sobre el carácter “vede.”
La dominancia completa es aquella dominancia en la cual un gen dominante se manifiesta completamente sobre un gen recesivo: dominancia absoluta.
Dominancia intermedia Es cuando el fenotipo del individuo heterocigótico es distinto al de los dos homocigóticos, debido a que ninguno de los alelos anula totalmente al otro, los dos tienen la misma intensidad. El fenotipo heterocigótico puede ser un intermedio entre el de los dos progenitores, o aparecer un nuevo carácter. Podemos ver un ejemplo cuando al cruzar una planta homocigota de flores rojas y otra homocigótica de flores blancas, toda la descendencia híbrida tiene flores rosas y la F2 produce 1 roja : 2 rosas : 1 blanca, en lugar de la segregación fenotípica 3:1 típica de la dominancia completa.
Codominancia Se produce codominacia cuando se manifiestan de modo independiente cada uno de los dos alelos de un gen ende un individuo heterocigótico. Es decir, en el fenotipo del híbrido se manifiestan los dos alelos codominantes simultáneamente, los dos tienen la misma intensidad.
Sobredominancia
También llamada ventaja heterocigota, es una condición en genética en donde el fenotipo del heterocigoto se escapa del rango fenotípico de sus padres homocigotos. Un ejemplo bien conocido en los humanos es la anemia de células falciformes que confiere resistencia a la malaria. Alelos múltiples Es conocido como alelos múltiples a la existencia de más de dos genes alterno en un mismo locus. Se dice que los genes alélicos entre sí deben tener relación con la misma característica en estudio; en sí lo que los hace alélicos es el número y sitio de las mutaciones ocurridas sobre un gen ancestral.
Expresividad Expresividad genética es la fuerza con que se manifiesta un gen. Por ejemplo, las alas de Drosophila pueden ser largas o cortas, y están determinadas por un gen. Pero depende de la temperatura a la que se desarrollen el que sean más largas o cortas. La expresividad depende del ambiente. Cada genotipo responde al ambiente de una forma determinada para adaptarse (norma de reacción). A veces, se pueden producir fenotipos que coinciden con los debidos a otros genotipos (fenocopia). Por ejemplo, la Drosophilacon genotipo normal, si está en un medio con sales de plata, produce un fenotipo amarillo. Éste es fenocopia del amarillo genotípico, aunque el origen sea distinto.
Penetrancia La penetrancia genética es la proporción de individuos (tanto por ciento) de una población que expresan el fenotipo patológico, entre todos los que presentan un genotipo portador de un alelo mutado. La penetrancia genética es la capacidad de un genotipo para manifestar un fenotipo, y expresividad, es la capacidad de que este fenotipo sea constante.
Herencia Poligenica La herencia poligenica se da cuando algún carácter se debe a la acción de más de un gen que pueden tener además más de dos alelos, lo cual origina numerosas combinaciones que son la causa de que exista una gradación en los fenotipos. Se debe a este tipo de herencia el color de la piel en nuestra especie, por eso existen tantas posibilidades y tanta variación del color de la piel entre blancos y negros.
La herencia poligenica se distingue por: -Cuantificarse midiendo más que contando -Dos o más pares de genes contribuyen al fenotipo -La expresión fenotípica abarca un gran rango
Pleiotropía Es el fenómeno por el que un solo gen es responsable de efectos fenotípicos o caracteres distintos y no relacionados, pudiendo influir en la expresión de varios caracteres. Mendel ya había comprobado que el factor que determinaba que la semilla fuera gris o blanca, también determinaba el color de las flores y las manchas axilares de las hojas. Probablemente, todos los genes sean pleiotrópicos.
6. Diga usted ¿Cuál es el gen cuya mutación produce anemia falciforme? La enfermedad engloba un grupo de desórdenes sintomáticos asociados a mutaciones en el gen HBB, que codifica para la cadena beta de la hemoglobina, y se define por la presencia de hemoglobina S (Hb S). La Anemia de células falciformes es causada por una mutación de gen que ésa lleva a la producción de hemoglobina de la Hoz, que afecta a la función de los glóbulos rojos en el cuerpo. Esta mutación se hereda de los padres de un individuo en un modelo recesivo de un autosoma. El gen de la hemoglobina S, que es responsable de la hemoglobina alterada y de los glóbulos rojos, se pasa en cuando ambos padres deben llevar la mutación de gen y él afecta a varones y a hembras igualmente. Esto se conoce como modelo recesivo de un autosoma de la herencia.
7. Diga ¿En qué consiste la mutación que da origen a la anemia falciforme? La sustitución de valina por ácido glutámico en la posición 6 de la cadena polipéptidica de la beta-globina da lugar a la enfermedad anemia de células falciformes en individuos homocigóticos debido a que la cadena modificada tiene tendencia a cristalizar a bajas concentraciones de oxígeno. Las personas con la enfermedad nacen con dos genes de células falciformes, uno de cada padre. La presencia del gen de células falciformes y otro normal se denomina rasgo drepanocítico.
8. Diga usted ¿En qué cromosoma se encuentra localizado el gen asociado a la anemia falciforme? El gen asociado a la anemia falciforme es el gen de la B-Globina en el cromosoma 11. El componente proteico de la hemoglobina está formado por 4 subunidades, 2
cadenas alfa y 2 cadenas beta del tipo de las globinas, el gen para la beta globina está localizado sobre el cromosoma 11, p 15.5 y tiene 475 variantes alélicos, Entre los variantes alélicos, se tiene la hemoglobina falciforme (HbS), que es responsable de la formación de los glóbulos rojos falciformes. La hemoglobina S se debe a un cambio en el codón GAC normal, que pasa a GTG, que da como resultado la sustitución del aminoácido ácido glutámico por valina, en la posición 6 de la cadena beta, resultando una hemoglobina anormal, que es la hemoglobina S, en lugar de la hemoglobina A normal. (Bustamante, 2002)
9. Diga usted qué tipo de herencia muestra esta mutación? La Anemia de células falciformes es causada por una mutación de gen que ésa lleva a la producción de hemoglobina de la Hoz, que afecta a la función de los glóbulos rojos en el cuerpo. Esta mutación se hereda de los padres de un individuo en un modelo recesivo de un autosoma.
Herencia Recesiva De Un Autosoma El gen de la hemoglobina S, que es responsable de la hemoglobina alterada y de los glóbulos rojos, se pasa en cuando ambos padres deben llevar la mutación de gen y él afecta a varones y a hembras igualmente. Esto se conoce como modelo recesivo de un autosoma de la herencia. De Un Autosoma significa que la mutación no es única al cromosoma de X o de Y y puede, por lo tanto, afectar a varones y a la hembra igualmente. Recesivo significa que la mutación esté mucho presente en el padre y el molde-madre para que el niño tenga anemia de células falciformes. Ambos padres son generalmente asintomáticos y pueden no realizar que son portadores de la mutación. Cuando ambos padres son portadores genéticos asintomáticos de la enfermedad, cada niño tiene una ocasión de:
el 25% para detectar dos genes desertados y a sufrir de anemia de células falciformes. el 50% para detectar un gen desertado y para desarrollar un rasgo de la anemia de células falciformes, asintomático pero un portador genético de la enfermedad. el 25% para heredar dos genes normales y a ser inafectado por la mutación y la enfermedad genéticas.
Para cada niño que un par de fuerzas tenga, la ocasión que el niño herede la mutación de gen sigue siendo lo mismo, sin importar si han afectado a los niños anteriores. Si solamente un padre es afectado, el niño puede tener un rasgo de la célula falciforme. Los Niños con una única mutación de gen son generalmente sanos y no experimentan típicamente efectos secundarios importantes. Sin Embargo, son un portador de la condición y pueden pasar la enfermedad completa conectado a cualquier niño, si están partnered con otra persona con rasgo de la célula falciforme.
10. Diga usted, basado en la forma en que se hereda esta mutación, por qué la OMS-OPS dice que para el año 2020 habrá 15% de portadores en Latinoamérica? La herencia de esta hemoglobina, sigue las leyes mendelianas, de tal manera que se su patrón de herencia es autosómica dominante, que si un progenitor es portador de la hemoglobina S y el otro no, lo probable es que la mitad de los hijos sean portadores de la HbS y la otra mitad sano, en cambio si los 2 progenitores son portadores de la HbS, en cada gestación hay una probabilidad del 25% de que el niño sea normal, una probabilidad de un 50% de que sea portador de Hb S y un 25% de probabilidad de que el niño tenga enfermedad falciforme por HbS. Es por ello que la OMS estima que habrá 15% de portadores Latinoamérica en esa época.
11. Fundamente usted por qué dicha afirmación debería preocupar a los sistemas de salud de nuestros países. Como bien sabemos Nicaragua predomina la raza mestiza y afrodescendientes, lo cual, con los datos proporcionados por la OMS, es ya un indicador de riesgo para esta enfermedad. De igual forma el patrón de herencia y las condiciones del sistema de salud para diagnosticar y tratar anticipadamente, se convierte en una afirmación de preocupación en nuestro país. Del mismo modo la dificultad d educación afecta significativamente el manejo de tal enfermedad.
12. Describa usted un método de biología molecular para diagnosticar la anemia falciforme. 13. Diga usted qué se sabe sobre la epidemiología de la anemia falciforme fuera de Nicaragua. 14. Realice una breve descripción de las alteraciones bioquímicas que se presentan en los pacientes con anemia falciforme.
Producida por la presencia de la hemoglobina S en su forma homocigoto (HbsHbs).
La hemoglobina S se debe a un cambio en el codón GAC normal , que pasa a GTC , que da como resultado la sustitución del aminoácido ácido glutámico por valina , en la posición 6 de la cadena beta , resultando una hemoglobina anormal (hemoglobina S) en lugar de la hemoglobina A. El cambio de un solo nucleótido es causante de este trastorno , un aminoácido hidrófobo en lugar de un hidrofilico , provoca la formación de polímeros de globinas beta , cuando la concentración de oxígeno en los glóbulos rojos baja del nivel normal.
15. Diga usted cómo se manifiesta clínicamente la anemia falciforme.
Anemia, por disminución de la cantidad normal de hemoglobina.
Infecciones por daño esplénico,(infecciones por bact encapsuladas, bacteriemia por neumococo ) fiebre.
Osteomielitis
Secuestro esplénico agudo, esplenomegalia súbita.
Síndrome torácico agudo.
Enfermedad cerebro Vascular.
Crisis de dolor vaso oclusivas, desencadenadas por infección, estrés. Dolor óseo o abdominal, puede acompañarse de fiebre.
Lesión Crónica de órganos: Hipertensión de arteria pulmonar, hipoxia, síncope, disnea, osteonecrosis femoral /humeral, retinopatía proliferativa. Nefropatía, úlceras crónicas, priapismo, colelitiasis.
Síndrome de manos y pies.
16. Diga usted cómo prevendría la anemia falciforme. Primeramente se debe conocer el patrón normal de herencia de esta enfermedad, para advertir de los riesgos posibles a las personas con rasgos falciformes u homocigotos para dicha enfermedad que deseen tener hijos.
Es una enfermedad genética ; sin embargo se puede recurrir a las siguientes técnicas para realizar un diagnóstico precoz y reducir el impacto a largo plazo de dicha enfermedad hemolítica. Las pruebas confirmatorias son : La electroforesis o separación cromatográfica de Hb en Ph alcalino; también están disponibles actualmente la cromatografía liquida de alta resolución y el análisis del ADN. La prevención es clave en el manejo del paciente con drepanocitosis y las estrategias ejecutadas en los últimos 25 años han disminuido dramáticamente la mortalidad especialmente en los niños; dentro de las medidas instauradas encontramos el tamizaje neonatal, la educación a padres, vacunación y profilaxis antibiótica en el paciente menor de 5 años. Es indispensable crear un equipo multidisciplinario conformado por el pediatra, hemato oncólogo, genetista, enfermería, trabajo social y psicología quienes deben dar educación a los padres sobre la enfermedad y las complicaciones agudas y crónicas que puede presentar el paciente con drepanocitosis con el fin de prevenir complicaciones frecuentes y fatales como la sepsis por neumococo, el secuestro esplénico y los ACV.
17. Diga usted cómo se trata la anemia falciforme. Si bien no hay ningún tratamiento eficaz para esta enfermedad, existe la posibilidad de un trasplante de medula ósea, utilizando fragmentos donados por algún hermano, pero con un riesgo elevado. Los especialistas recomiendan el consumo de ácido fólico para la anemia, también se recomienda que los niños con enfermedad falciforme, comiencen a tomar antibióticos por vía oral a los dos meses de vida para prevenir infecciones graves. Terapia transfusional. Las transfusiones sanguíneas se indican para el manejo de complicaciones agudas de la enfermedad.
BIBLIOGRAFÍA GENÉTICA
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